[发明专利]磁流变抛光液流变性测试装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到磁流变抛光的技术领域，特指一种磁流变抛光液流变性测试装置。 

背景技术

磁流变抛光液(Magnetorheological polishing fluid)由载液(如水，矿物油，硅油等)、磁敏微粒、表面活性剂、抛光颗粒及具有其他功能的添加剂组成。磁流变抛光液的流变性是指其在外磁场作用下变硬，具有类似于“固体”的性质。外加的磁场强度越大，磁流变抛光液的硬度也越大，在撤掉磁场作用后，磁流变抛光液又能迅速恢复液体状态。磁流变抛光(Magetorheological Finishing)技术正是利用磁流变抛光液在磁场中的流变性，通过控制外磁场对磁流变抛光液的剪切屈服应力和局部形状来进行实时控制，创造一个能够与被加工光学表面相吻合的“柔性抛光模”，实现对光学玻璃等材料的抛光加工。磁流变抛光液流变性能的好坏直接影响到磁流变抛光的成败，同时对磁流变抛光液流变性的定量描述也是建立磁流变抛光数学模型的基础。因此实现对磁流变抛光液流变性的定性定量测量具有非常重要的意义。 

磁流变抛光是一种新兴的光学加工技术，其相关的技术都还不成熟，特别是对磁流变抛光液的定量测量基本上是空白。对磁流变抛光液的定量测量就是得到其在相应磁场强度和剪切速率下的剪切应力。国内基本上是套用对磁流变液(Magnetorheologicalfluid)的测量手段，而对磁流变液的定量测量也没有专门的仪器，一般是采用一些简单的装置或者对流变仪进行改装进行初步的测量，如重庆大学、中科大等都是通过对传统的流变仪进行改装来对磁流变液进行测量。经对现有技术文献的检索发现，中国专利号：01113648.0，发明名称：磁流变液流变特性的测试系统，该发明采用的是双平板的剪切机构，中国专利申请号：200510029654.8，发明名称：磁流变液流变特性测量系统，该系统也是对传统流变仪的改进。国外也发展了一些设备来测试磁场作用下的磁流变液的屈服应力，如德国Paar Physica公司的商用磁流变液测试系统MR-100-450等。磁流变液根据组成和性能的不同种类比较多，而并不是每种磁流变液都可以用于抛光，同时由于磁流变抛光液和磁流变液在应用时所外加的磁场形式等方面的不同，所以现有的方法不能满足对磁流变抛光液进行流变性定量测试的要求，也没有对磁流变抛光液的流变性 进行定量测试的设备。 

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、控制方便、测试稳定且精度高的磁流变抛光液流变性测试装置。 

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种磁流变抛光液流变性测试装置，其特征在于：它包括计算机、支架以及固定于支架上的扭矩测量装置、磁场发生装置、剪切机构和驱动机构，扭矩测量装置、磁场发生装置和驱动机构与计算机相连，装设于磁场发生装置中的剪切机构包括剪切环和固定环，剪切环位于固定环的上方，剪切环和固定环上的外圆周处分别设有具有一定高度的剪切环边沿和固定环边沿，剪切环边沿和固定环边沿之间形成用来存储磁流变抛光液的储液凹槽，呈盘状的剪切环中心处上方设有与驱动机构相连的旋转轴，固定环的中心处下方设有与扭矩测量装置相连的连接轴。 

所述磁场发生装置包括铁芯、上磁极、下磁极、线圈以及直流稳流电源，所述铁芯由上横梁、下横梁以及位于上横梁和下横梁之间的左立柱和右立柱，与直流稳流电源相连的线圈绕设于右立柱上，左立柱的中段处由上至下分成两截，上磁极和下磁极相对固定于左立柱上两截的端面，剪切机构设置于上磁极和下磁极之间。 

所述左立柱的上、下两截以及上磁极和下磁极上开设有对应的通孔，剪切环的旋转轴穿设于通孔内并与驱动机构相连，固定环的连接轴穿设于通孔内并与扭矩测量装置相连。 

所述固定环的底部为一环槽，环槽通过两根或两根以上的筋板与连接轴相连，所述下磁极的底部开设有与筋板配合的凹槽。 

与现有技术相比，本发明的优点就在于： 

1、本发明磁流变抛光液流变性测试装置，结构简单紧凑、成本低廉、控制方便、测试稳定且精度高，可以完成对磁流变抛光液的定量测试，填补了磁流变抛光液定量测试的空白； 

2、本发明磁流变抛光液流变性测试装置，采用特殊形状的磁极结构，可以在储液凹槽处产生与磁流变抛光相似的“鼓包”形磁场，磁场发生装置采用直流稳流电源为线圈提供电流，可以准确控制所产生的磁场强度的大小，因此使得测量装置在测量区域的磁场完全模拟实际抛光时的磁场，从而能够提供准确的磁流变抛光液流变性数据；